샤프트에서 디스크가 회전하는 것은 종종 선형 운동으로 변환됩니다. 가장 명백한 예는 자동차 바퀴이지만 기어 및 벨트 시스템을 설계 할 때 전진 동작도 중요 할 수 있습니다. 회전에서 선형 속도로의 변환은 간단합니다. 당신이 알아야 할 것은 회전하는 디스크의 반경 (또는 직경)뿐입니다. 분당 피트 단위의 선형 속도를 원하는 경우 반경을 피트 단위로 측정해야한다는 점을 기억하는 것이 중요합니다.
TL; DR (너무 김; 읽지 않음)
회전하는 디스크의 경우엔rpm, 부착 된 샤프트의 전진 속도는엔 × 2π아르 자형디스크의 반경이아르 자형.
기본 계산
포인트 지정피회전하는 디스크의 둘레에.피회전 할 때마다 표면에 한 번 접촉하고 회전 할 때마다 원의 원주와 같은 거리를 이동합니다. 마찰력이 충분하면 디스크에 부착 된 샤프트가 회전 할 때마다 동일한 거리를 앞으로 이동합니다. 반경이있는 디스크아르 자형원주 2π아르 자형, 회전 할 때마다 샤프트가 해당 거리 앞으로 이동합니다. 디스크가 분당 n 번 회전하면 샤프트가 거리를 이동합니다.엔× 2πr 매분, 이는 전진 속도 (에스).
s = n × 2πr
직경을 측정하는 것이 더 일반적입니다 (디) 반경보다 자동차 바퀴와 같은 디스크의. 이후아르 자형 = 디÷ 2, 자동차의 전진 속도는엔π디, 여기서 n은 타이어의 회전 속도입니다.
s = n × πd
예
27 인치 타이어를 장착 한 자동차는 시속 60 마일을 주행합니다. 바퀴가 얼마나 빨리 회전합니까?
자동차의 속도를 시간당 마일에서 분당 피트로 변환합니다. 60mph = 분당 1 마일, 즉 5,280ft / min입니다. 자동차 타이어의 직경은 1.125 피트입니다. 만약에스 = 엔 × π디, 방정식의 양변을 π로 나눕니다.디:
n = \ frac {s} {πd} \\ \, \\ = \ frac {5280 \ text {ft / min}} {3.14 × 1.125 \ text {ft}} \\ \, \\ = 1,495 \ text { rpm}
마찰이 요인
표면과 접촉하는 디스크가 회전하면 디스크와 표면 사이의 마찰력이 미끄러지지 않도록 충분히 큰 경우에만 디스크가 회전하는 축이 앞으로 이동합니다. 마찰력은 접촉하는 두 표면 사이의 마찰 계수와 디스크의 무게와 샤프트에 가해지는 무게에 의해 가해지는 하향 힘에 따라 달라집니다. 이것들은 수직력이라고하는 접촉점에서 수직 하향 힘을 생성하고, 이 힘은 표면이 기울어 질 때 감소합니다. 자동차 타이어는 자동차가 언덕을 오를 때 미끄러지기 시작할 수 있으며 얼음 마찰 계수가 아스팔트보다 작기 때문에 얼음 위에서 미끄러질 수 있습니다.
미끄러짐은 전진 동작에 영향을줍니다. 회전 속도를 선형 속도로 변환 할 때 마찰 계수와 경사각에서 파생 된 적절한 계수를 곱하여 미끄러짐을 보정 할 수 있습니다.